Deeltjes groot (druppels) en klein (aerosolen) met corona-virus (SARS-CoV-2) zijn risicovol (soms). Experimenteel (PNAS) versus Modelmatig (TU-Twente) druppel studies.


Op linkedin vind er ook een discussie plaatst over dit onderwerp.

Dit weekend heb ik een stukje geschreven over mondkapjes. Echter als ik dit stukje nu weer nalees dan gaat het natuurlijk eigenlijk over druppels. Druppels die ontstaan kunnen worden bij niesen, praten, zingen en schreeuwen. Het zijn deze druppels waarin virusdeeltjes (want zonder virus in deze druppels, geen besmetting) zitten waardoor we besmet zouden kunnen geraken. De gezondheidsrisico’s die we als samenleving lopen in een bepaalde regio is een optelsom van op zijn minst de volgende aspecten:

  • Q: hoeveel mensen hebben COVID-19 en zijn besmettelijk in Nederland? A: heel weinig, er zijn tussen de 10.000 en 20.000 mensen waarschijnlijk besmettelijk in Nederland. Er is dus ongeveer een kans van 0,06% tot 0,11% dat je iemand treft die besmettelijk is. Die kans is dus heel klein. Op dit moment is misschien Rhino meer aanwezig.
  • Q: het risico dat je ernstig ziek wordt of sterft als je besmet wordt. A: Hier zijn de meningen wat verschillend over, ik denk op basis van alles wat ik heb gelezen en eigen berekeningen echter dat corona gevaarlijker is dan ‘een gewone griep’. Vooralsnog denk ik dat de IFR rond de 0,5-0,7% zit, al is deze sterk leeftijdsafhankelijk.
  • Q: wat is het dominante besmettingsroute? Grote druppels of kleine druppels? Of beide? A: ik denk dat het vooral kleine druppels zijn, en dus ga ik uit van 20% via grote druppels, en 80% via kleine druppels. Maar hier zijn geen wetenschappelijke bewijzen voor, al zijn de aanwijzingen erg sterk dat aerosolen een grote rol spelen.
  • De maatregelen die we nemen als maatschappij en hoe goed we ons hier aan houden. Ik denk dat ‘geen grote groepen’, basis-hygiene, ventilatie in gebouwen en afstand houden (1 meter?) de belangrijkste maatregelen zijn. En ik denk ook dat maatregelen per regio of land genomen moeten worden. Wat op detail nodig is aan maatregelen, zal ik nog eens uitwerken in een separaat blog al heb ik mijn eerste opinie al vaak op schrift gezet. Zie ook artikel 16-mei.
  • Groepsimmuniteit nastreven op een natuurlijke manier is een wat onzinnige wens. En dat vaccin? Misschien wel, misschien niet.

Terug naar de druppels. WHO hanteert ongeveer een druppelgrootte van 200 micrometer (0,2 mili-meter) als grens, erboven zijn de druppels groot en eronder worden de druppels ook wel aerosolen genoemd. Nu is deze grens arbitrair en is er een druppelgrootte verdeling als je praat, niest of zingt. Maar er is een druppelgrootte waarbij de zwaartekracht groot effect heeft en dus de druppel naar de grond ‘trekt’ (dit wordt de ballistische baan genoemd). Als druppels kleiner worden (aerosolen) dan blijven ze ‘hangen’ in de lucht. WHO/RIVM hanteert de 1 meter (RIVM 1,5 meter) op basis van fundamenteel onderzoek van William F. Wells (1933). Hij heeft in 1955 een handboek geschreven dat ‘de standaard’ geworden is.

In dit Nature artikel wordt experimenteel gemeten hoe groot de druppels (aerosolen) zijn als je praat of schreeuwt. Het gaat om 0,5 tot 20 micrometer gemiddeld voor de druppeltjes. Ook heeft men uitgezocht dat de concentratie aan deeltjes per m3 lucht het grootste is rond de 1-5 micrometer (um). En hoe harder je praat (schreeuwen, hard zingen) des te meer deeltjes komen er in de lucht. Er zijn ook de nodige youtube filmpjes te vinden op internet (zie ook blog mondkapjes). Deze kleine deeltjes (de aersolen dus) verspreiden zich op afstanden van vele meters en kunnen vele minuten (tot 20 minuten en langer) stabiel in de lucht blijven hangen.

Nu heeft recent de universiteit Twente een artikel gepubliceerd waarin men gesimuleerd heeft hoe lang de vloeistofdeeltjes blijven hangen. Dit is een zogenaamde numerieke simulatie (ook wel CFD, Computational Fluid Dynamics, genoemd). Het is immers zeer moeilijk om kleine deeltjes in de tijd in de praktijk te meten, en met dergelijke computer simulatie kan je ook kijken naar lokale fenomenen waaronder de relatieve luchtvochtigheid rondom de druppels.

Dit artikel uit Twente bevestig a) dat grote deeltjes binnen 1 meter naar de grond vallen en dus de ‘ballistische baan’ volgen, b) dat aerosolen stabiel zijn. Daarnaast komen de auteurs met nog een paar interessante bevindingen die te maken hebben met luchtvochtigheid lokaal rondom de druppels en het effect van de RV in de ruimte waarin de persoon die niest zich bevindt. Lees de onderstaande screendumps maar eens goed door. En ja, controle op ventilatie, op de luchtvochtigheid binnen en dragen op mondkapjes zijn de logische adviezen van deze groep onderzoekers.

De onderzoekers uit Twente hebben dus ook uitgezocht en ‘bewezen’ dat de relatieve luchtvochtigheid van grote invloed is op de stabiliteit van de kleine druppels. Nu denk ik dat elke fysicus of chemische technoloog dit al wel wist (en daarom is COVID een complexer probleem, niet exclusief iets van virologen!), maar dit model-onderzoek middels CFD uitgevoerd is heel erg illustratief en vormt een heel goede aanvulling op het praktische onderzoek uit PNAS.

De onderzoekers tonen aan dat als de RV groot is, de druppels nog veel langer blijven hangen in de lucht (en dus infectueus kunnen zijn als ze virusdeeltjes bevatten), kortom dit is een bewijs waarom het mis kan gaan in de slachthuizen wereldwijd. Daar was immers de RV hoog (lage temperatuur, vochtige lucht). Dit onderzoek past overigens goed in de praktijk ervaringen waarin wordt aangenomen dat de RV tussen de 40% en 60% het meest optimaal is (zie ook: 40to60RH). Tijd dus met een RV meter rond te gaan lopen. Zie ook onderstaand plaatje.

De samenvatting van het hele artikel is:

2 gedachten over “Deeltjes groot (druppels) en klein (aerosolen) met corona-virus (SARS-CoV-2) zijn risicovol (soms). Experimenteel (PNAS) versus Modelmatig (TU-Twente) druppel studies.

Geef een reactie